JP2008309156A - Fuel conveying pump with electronically commuted engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関へ燃料を輸送する燃料輸送デバイスに関し、特に製造上の低コスト性と作動上の高信頼性を兼ね備えた燃料輸送デバイスに関するものである。 The present invention relates to a fuel transport device that transports fuel to an internal combustion engine, and more particularly to a fuel transport device that combines low manufacturing cost and high operational reliability.
下記特許文献１には、自動車用内燃機関の燃料供給デバイスが記載されている。このデバイスには、燃料タンク（供給コンテナ）から内燃機関へ燃料を圧送するための、燃料ポンプユニット（コンベヤ集合体）が設けられている。その燃料ポンプユニットの下流には、燃料フィルタが配設され、その燃料フィルタの下流には、圧力センサが配設されている。圧力センサは、燃料の供給圧を計測し、その計測信号を燃料ポンプユニットの外部に配設された制御ユニットに送信する。一方、その計測信号を受信した制御ユニットは、燃料の供給圧力が所望の圧力またはその近傍に等しくなるように、燃料ポンプユニットの作動を制御する。
また、下記特許文献２には、ポンプヘッドと、電動ポンプをその内部に収容するポンプハウジングとを備えた燃料供給デバイスが記載されている。また、その燃料供給デバイスには、その電動ポンプを遠隔制御するための電子制御ユニットが設けられている。従って、その電子制御ユニットは、電動ポンプの外部に配設されている。
上記従来技術に見られるように、燃料ポンプユニットとその制御ユニットを離隔して配設すると、燃料ポンプユニットからの熱的・電磁的作用が制御ユニットに及ばなくなるため、制御ユニットの作動が安定する利点がある。しかし、その反面、別個のハウジングが必要となり、更には両ユニット間を接続する信号ラインが必要となり、材料コストが高くなる。また、燃料ポンプユニットから制御ユニットに到るライン経路が長くなることに起因して、送電損失が生じる。また、燃料ポンプユニットと電気的に接触している箇所で、接点不良等の不具合が生じることもあり、燃料ポンプの故障を招く危険性が増大する。特に、例えば、振動が原因で、接点不良が起こり得る。
ところで、燃料供給デバイスの構造上の容積を小さくするために、フィルタを燃料ポンプ内に内蔵し燃料ポンプのコンパクト化を図った燃料供給装置が知られている（例えば、特許文献３および特許文献４を参照。）。
Patent Document 1 below describes a fuel supply device for an automobile internal combustion engine. This device is provided with a fuel pump unit (conveyor assembly) for pumping fuel from a fuel tank (supply container) to the internal combustion engine. A fuel filter is disposed downstream of the fuel pump unit, and a pressure sensor is disposed downstream of the fuel filter. The pressure sensor measures the supply pressure of the fuel and transmits the measurement signal to a control unit disposed outside the fuel pump unit. On the other hand, the control unit that receives the measurement signal controls the operation of the fuel pump unit so that the fuel supply pressure becomes equal to or close to the desired pressure.
Patent Document 2 listed below describes a fuel supply device including a pump head and a pump housing that houses an electric pump therein. The fuel supply device is provided with an electronic control unit for remotely controlling the electric pump. Therefore, the electronic control unit is disposed outside the electric pump.
As can be seen from the above prior art, if the fuel pump unit and its control unit are arranged apart from each other, the thermal and electromagnetic action from the fuel pump unit does not reach the control unit, so that the operation of the control unit is stabilized. There are advantages. However, on the other hand, a separate housing is required, and further, a signal line for connecting the two units is required, which increases the material cost. In addition, a power transmission loss occurs due to a long line path from the fuel pump unit to the control unit. In addition, a failure such as a contact failure may occur at a portion that is in electrical contact with the fuel pump unit, increasing the risk of causing a failure of the fuel pump. In particular, contact failure can occur, for example, due to vibration.
By the way, in order to reduce the structural volume of the fuel supply device, there is known a fuel supply device in which a filter is built in the fuel pump and the fuel pump is made compact (for example, Patent Document 3 and Patent Document 4). See).
上述した通り、従来の燃料供給デバイスでは、燃料ポンプユニットと、それを制御する制御ユニットが互いに離れた位置にあり、燃料ポンプユニットは信号ラインを介して制御ユニットによって遠隔制御されている。
しかし、燃料ポンプユニットと制御ユニットが離れていると、制御ユニットが燃料ポンプユニットを制御する際に送電損失が発生する。また、信号ラインが長くなることは電気的接点が増えるため、振動によって接点不良等の不具合が発生する場合があり、信頼性の観点からも好ましくない。また、制御ユニットを収容するためのハウジング及びスペースが別途必要となり、製造コストの観点から好ましくない。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、製造上の低コスト性と作動上の高信頼性を兼ね備えた燃料輸送デバイスを提供することである。
As described above, in the conventional fuel supply device, the fuel pump unit and the control unit that controls the fuel pump unit are located apart from each other, and the fuel pump unit is remotely controlled by the control unit via a signal line.
However, if the fuel pump unit and the control unit are separated from each other, a power transmission loss occurs when the control unit controls the fuel pump unit. In addition, since the length of the signal line increases the number of electrical contacts, problems such as contact failure may occur due to vibration, which is not preferable from the viewpoint of reliability. Further, a housing and a space for accommodating the control unit are required separately, which is not preferable from the viewpoint of manufacturing cost.
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a fuel transport device that combines low manufacturing cost and high operational reliability. .
上記目的を達成するために請求項１に記載の燃料輸送デバイスは、吸入口と排出口を有するポンプハウジング（１０）と、該ポンプハウジング（１０）に接続されそれを封止するポンプヘッド（１２）と、前記ポンプハウジング（１０）内に配設され燃料を内燃機関に輸送する燃料ポンプ（１６）とを備えた燃料輸送デバイスであって、
前記燃料ポンプ（１６）は電子整流式ブラシレスエンジンによって駆動され、
且つ前記電子整流式ブラシレスエンジンを制御する制御電子機器（１８）は、前記ポンプヘッド（１２）内および／または前記ポンプヘッド（１２）上に配設されていることを特徴とする。
To achieve the above object, a fuel transport device according to claim 1 comprises a pump housing (10) having a suction port and a discharge port, and a pump head (12) connected to the pump housing (10) and sealing it. And a fuel pump (16) disposed in the pump housing (10) for transporting fuel to the internal combustion engine,
The fuel pump (16) is driven by an electronic rectifying brushless engine,
The control electronics (18) for controlling the electronic rectifying brushless engine is arranged in the pump head (12) and / or on the pump head (12).
請求項２に記載の燃料輸送デバイスでは、燃料フィルタ（１４）が、前記ポンプハウジング（１０）内に配設されていることとした。 In the fuel transport device according to claim 2, the fuel filter (14) is disposed in the pump housing (10).
請求項３に記載の燃料輸送デバイスでは、前記ポンプヘッド（１２）内および／または前記ポンプヘッド（１２）上に配設された制御電子機器は、前記燃料ポンプ（１６）の前記電子整流式ブラシレスエンジンの回転数を制御することとした。 4. The fuel transport device according to claim 3, wherein the control electronics disposed in and / or on the pump head (12) is the electronic rectifying brushless of the fuel pump (16). The engine speed was controlled.
請求項４に記載の燃料輸送デバイスでは、前記燃料ポンプ（１６）の圧力を制御するために、前記ポンプヘッド（１２）内または前記ポンプヘッド（１２）上に圧力センサ（２０）が配設されていることとした。 5. The fuel transport device according to claim 4, wherein a pressure sensor (20) is arranged in or on the pump head (12) to control the pressure of the fuel pump (16). It was decided that
請求項５に記載の燃料輸送デバイスでは、前記ポンプヘッド（１２）が、高熱伝導率の材料から成っていることとした。 In the fuel transport device according to claim 5, the pump head (12) is made of a material having a high thermal conductivity.
請求項６に記載の燃料輸送デバイスでは、前記ポンプヘッド（１２）が、金属材料から成っていることとした。 In the fuel transport device according to claim 6, the pump head (12) is made of a metal material.
請求項７に記載の燃料輸送デバイスでは、前記ポンプヘッド（１２）が、冷却体（２２）を備えることとした。 In the fuel transport device according to claim 7, the pump head (12) includes a cooling body (22).
上述した通り、本発明に係る、燃料を内燃機関へ輸送する燃料輸送デバイスは、ポンプハウジングと、ポンプハウジングに接続されたポンプヘッドとを備える。さらに、ポンプハウジングには、電子整流式ブラシレスエンジンによって駆動される燃料ポンプが設けられている。燃料ポンプは、好ましくは、燃料フィルタ内部に配設され、その燃料フィルタはフィルタハウジング内に収容される。フィルタハウジングは、例えば、測地学的に上側の位置で、フィルタヘッドによって閉じられる。 As described above, a fuel transport device for transporting fuel to an internal combustion engine according to the present invention includes a pump housing and a pump head connected to the pump housing. In addition, the pump housing is provided with a fuel pump driven by an electronic rectifying brushless engine. The fuel pump is preferably disposed within the fuel filter, and the fuel filter is housed within the filter housing. The filter housing is closed by the filter head, for example in a geodesic upper position.
本発明に係る、燃料ポンプの電子整流式ブラシレスエンジン用の制御電子機器は、ポンプヘッド内および／またはポンプヘッド上に配設される。例えば、ポンプヘッド内部に制御電子機器の全体を収容することが可能である。また、ポンプヘッド外部ではあるが、ポンプヘッドのすぐ隣に制御電子機器の全体を配設することも可能である。或いは、これらの２つの変形例を組み合わせることも可能である。 The control electronics for an electronic rectifying brushless engine of a fuel pump according to the present invention is disposed in and / or on the pump head. For example, the entire control electronics can be housed inside the pump head. It is also possible to arrange the entire control electronics directly outside the pump head, but outside the pump head. Alternatively, these two modifications can be combined.
電子整流式ブラシレスエンジン用の制御電子機器が、ポンプヘッド内部に収容されるため、燃料輸送デバイスに必要とされる材料費は安くなる。この為、特に、燃料輸送デバイスの構造は、より簡素で安価なものとなり得る。それに加えて、燃料ポンプから制御電子機器に到る長いライン経路に生じる送電損失が減少し、好ましくは完全に回避される。この為、制御電子機器から電子整流式ブラシレスエンジンに到るライン経路は短いほうが好ましい。 Since the control electronics for the electronic rectifying brushless engine are housed inside the pump head, the material cost required for the fuel transport device is reduced. For this reason, in particular, the structure of the fuel transport device can be simpler and less expensive. In addition, transmission losses that occur in the long line path from the fuel pump to the control electronics are reduced and are preferably avoided completely. For this reason, it is preferable that the line path from the control electronic device to the electronic rectifying brushless engine is short.
他方、燃料ポンプには制御電子機器用の外部接点を設ける必要がないため、燃料輸送デバイスが故障する危険性が減少する。制御電子機器用にポンプハウジングとは別個のハウジングは必要とされないため、燃料輸送デバイスに要求される構造上の容積を減少させることが可能となる。ブラシレスモータを使用することで、より堅牢な構造が可能となり、燃料輸送デバイスの作動が高信頼性のものとなりうる。特に、ブラシレスタイプのモータを配設することで、燃料ポンプの作動上の障害を減少させることが可能となる。 On the other hand, the fuel pump does not need to be provided with external contacts for control electronics, thus reducing the risk of failure of the fuel transport device. Since a separate housing from the pump housing is not required for the control electronics, it is possible to reduce the structural volume required for the fuel transport device. By using a brushless motor, a more robust structure is possible and the operation of the fuel transport device can be reliable. In particular, by disposing a brushless type motor, it becomes possible to reduce troubles in the operation of the fuel pump.
燃料フィルタは、ポンプハウジングの、燃料ポンプ外側の上流側または下流側に配設することが可能である。また、それに代わる他の方法として、燃料フィルタは、ポンプハウジングがフィルタハウジングを形成するように、ポンプハウジングの内部に、好ましくは、ポンプの周囲に配設することが可能である。この場合、ポンプヘッドは、フィルタヘッドとして構成される。 The fuel filter can be disposed on the upstream side or the downstream side of the pump housing outside the fuel pump. Alternatively, the fuel filter can be placed inside the pump housing, preferably around the pump, such that the pump housing forms a filter housing. In this case, the pump head is configured as a filter head.
制御電子機器、特に、電子整流式ブラシレスエンジンの回転数を制御するための制御電子機器は、フィルタヘッド内および／またはフィルタヘッド上に配設することが好ましい。また、燃料ポンプを圧力制御するための電子式の圧力センサは、フィルタヘッド内および／またはフィルタヘッド上に配設することが特に好ましい。 The control electronics, in particular the control electronics for controlling the rotational speed of the electronic rectifying brushless engine, is preferably arranged in and / or on the filter head. Moreover, it is particularly preferable that an electronic pressure sensor for controlling the pressure of the fuel pump is disposed in and / or on the filter head.
上述した電子部品のすべては、例えば、フィルタヘッド内および／またはフィルタヘッドにある基板上に設けることが可能である。 All of the electronic components described above can be provided, for example, in a filter head and / or on a substrate in the filter head.
フィルタヘッドにある制御電子機器は、例えば、電子整流式エンジンの固定子を駆動する電子回路の形態で設けることが可能である。その駆動は、回転子の位置に基づいて行われ、その位置を計測するためのデバイスとしては、例えば、ホールセンサが適切である。 The control electronics in the filter head can be provided, for example, in the form of an electronic circuit that drives the stator of an electronic rectifying engine. The drive is performed based on the position of the rotor, and a Hall sensor is suitable as a device for measuring the position, for example.
伝熱を促進するために、フィルタヘッドは、高熱伝導率の材料、例えば、金属材料から構成されていることが好ましい。フィルタヘッドの材料としては、特に、１００Ｗ／ｍＫを超える熱伝導率を有していることが好ましく、２００Ｗ／ｍＫを超える熱伝導率を有している場合はさらに好ましい。このような好ましい材料の例としては、熱伝導率が約１１５Ｗ／ｍＫの亜鉛ダイカスト、または熱伝導率が約２３７Ｗ／ｍＫのアルミニウムである。それに加えて又はそれに代わる方法によって、フィルタヘッドは、例えば、冷却リブ又は、拡大された冷却面を有する冷却体を構成することも可能である。或いは、フィルタヘッドに対し高熱伝導率が要求されない場合、例えば、冷却される部品が廃熱をほとんど発生しない場合は、プラスチック材料を使用することも可能である。このようなプラスチック材料としては、熱伝導率が約０．２８Ｗ／ｍＫのＰＡ６．６（溶解）が好ましい。 In order to promote heat transfer, the filter head is preferably made of a material having a high thermal conductivity, for example, a metal material. As a material of the filter head, it is particularly preferable that the filter head has a thermal conductivity exceeding 100 W / mK, and more preferable when it has a thermal conductivity exceeding 200 W / mK. Examples of such preferred materials are zinc die cast with a thermal conductivity of about 115 W / mK or aluminum with a thermal conductivity of about 237 W / mK. In addition or alternatively, the filter head can, for example, constitute a cooling body with cooling ribs or enlarged cooling surfaces. Alternatively, a plastic material can be used when high thermal conductivity is not required for the filter head, for example, when the component to be cooled generates little waste heat. As such a plastic material, PA6.6 (dissolved) having a thermal conductivity of about 0.28 W / mK is preferable.
伝熱をさらに促進するために、制御電子機器のフィルタヘッドへの接続は、熱伝導率を良好にする形態で成されていることが好ましい。このための形態としては、例えば、制御電子機器が、フィルタヘッドに対して大きな接触面を有する基板として形成されていることが可能である。 In order to further promote heat transfer, the connection of the control electronics to the filter head is preferably made in a form that improves thermal conductivity. For example, the control electronic device can be formed as a substrate having a large contact surface with respect to the filter head.
本発明の燃料輸送デバイスによれば、燃料ポンプ、その制御電子機器および燃料フィルタを一体に構成することが可能になる。従って、機器を収容するハウジングが一つとなり、製造コストが減少する。また、燃料ポンプとその制御電子機器との間の信号ラインが大幅に短縮され、送電損失および接点不良等の不具合が起こる危険性が減少し、燃料輸送に係る信頼性が向上する。 According to the fuel transport device of the present invention, the fuel pump, its control electronics, and the fuel filter can be integrally configured. Accordingly, there is only one housing for housing the device, and the manufacturing cost is reduced. In addition, the signal line between the fuel pump and its control electronics is greatly shortened, the risk of problems such as power transmission loss and contact failure is reduced, and fuel transport reliability is improved.
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態についてさらに詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
図１は、本発明の燃料輸送デバイス１１を示す要部断面説明図である。
この燃料輸送デバイス１１は、内燃機関（図示せず）へと燃料を輸送するために、フィルタハウジング１０と、フィルタヘッド１２と、燃料フィルタ１４とを備える。電子整流式ブラシレスエンジン（図示せず）を備えた燃料ポンプ１６が、燃料フィルタ１４内に配設されている。フィルタハウジング１０は、燃料ポンプ１６によって燃料を吸い込むための吸入口３０を有するように形成されている。更に、フィルタハウジング１０には、燃料ポンプ１６によって内燃機関へと燃料を輸送するための排出口３２が設けられている。フィルタヘッド１２には、燃料ポンプ１６を駆動する電子整流式ブラシレスエンジン用の制御電子機器１８が、基板の形態で設けられている。また、その基板上には、燃料ポンプ１６の圧力を制御するための電子式の圧力センサ２０が配設されている。なお、燃料ポンプ１６の圧力制御については、機械的な圧力制御手段を使用することによって機械的に実行することも可能である。
FIG. 1 is a cross-sectional explanatory view of a main part showing a fuel transportation device 11 of the present invention.
The fuel transport device 11 includes a filter housing 10, a filter head 12, and a fuel filter 14 for transporting fuel to an internal combustion engine (not shown). A fuel pump 16 having an electronic rectifying brushless engine (not shown) is disposed in the fuel filter 14. The filter housing 10 is formed to have a suction port 30 for sucking fuel by the fuel pump 16. Further, the filter housing 10 is provided with a discharge port 32 for transporting fuel to the internal combustion engine by the fuel pump 16. The filter head 12 is provided with control electronics 18 for an electronic rectifying brushless engine that drives the fuel pump 16 in the form of a substrate. An electronic pressure sensor 20 for controlling the pressure of the fuel pump 16 is disposed on the substrate. Note that the pressure control of the fuel pump 16 can be performed mechanically by using mechanical pressure control means.
電子接点として、燃料輸送デバイスには電気コネクタ２６が設けられている。 As an electronic contact, the fuel transport device is provided with an electrical connector 26.
燃料輸送デバイスの熱伝導率を高めるために、フィルタヘッド１２は、例えば金属材料から成る。それに代わる他の実施形態として、又はそれに追加して、例えば冷却体２２を設けることも可能である。冷却体は、例えば、フィルタヘッド１２の蓋２４上に取り付けられる。 In order to increase the thermal conductivity of the fuel transport device, the filter head 12 is made of, for example, a metallic material. As an alternative or in addition to this, for example, a cooling body 22 can be provided. The cooling body is attached on the lid 24 of the filter head 12, for example.
燃料フィルタ１４の上流および下流をシールするために、シール材、好ましくは、Ｏリング等のシール材が、例えば、燃料ポンプの上方および下方に設けられる。シール材は、燃料ポンプ１６とフィルタハウジング１０との間、または燃料フィルタ１４とフィルタハウジング１０との間および燃料フィルタ１４とフィルタヘッド１２との間に配設されうる。 In order to seal the upstream and downstream of the fuel filter 14, a sealing material, preferably a sealing material such as an O-ring, is provided above and below the fuel pump, for example. The sealing material can be disposed between the fuel pump 16 and the filter housing 10, or between the fuel filter 14 and the filter housing 10, and between the fuel filter 14 and the filter head 12.
本発明の燃料輸送デバイスを作動させるために、制御ユニットの形態の電子部品は、特に必要とされない。 In order to operate the fuel transport device of the present invention, no electronic components in the form of a control unit are required.
また、圧力センサ２０を作動させるために、別の電気プラグ又はハウジングは必要とされない。 Also, no separate electrical plug or housing is required to activate the pressure sensor 20.
図面を参照しながら本発明の特定の実施形態について説明してきたが、本発明は、これらの実施形態に限定されることを意図したものではない。当業者であれば、特許請求の範囲の記載によって限定される本発明の技術的範囲には上記以外の様々な変形例および実施例が含まれ得ることを理解するであろう。従って、本発明は、特許請求の範囲の記載およびその均等の範囲内にあるこのような全ての変形例および実施例を含むことを意図されている。 Although particular embodiments of the present invention have been described with reference to the drawings, the present invention is not intended to be limited to these embodiments. Those skilled in the art will appreciate that the technical scope of the present invention, which is limited by the description of the scope of claims, can include various modifications and examples other than those described above. Accordingly, the present invention is intended to embrace all such alternatives and embodiments that fall within the scope of the appended claims and their equivalents.
本発明の電子整流式エンジン付き燃料輸送ポンプは、内燃機関に燃料を輸送する燃料供給デバイスに適用することが可能である。 The fuel transportation pump with an electronic rectification engine of the present invention can be applied to a fuel supply device that transports fuel to an internal combustion engine.
１０ ポンプハウジング、フィルタハウジング
１１ 燃料輸送デバイス
１２ ポンプヘッド、フィルタヘッド
１４ 燃料フィルタ
１６ 燃料ポンプ
１８ 制御電子機器
２０ 圧力センサ
２２ 冷却体
２４ 蓋
２６ 電気コネクタ
３０ 吸入口
３２ 排出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Pump housing, filter housing 11 Fuel transport device 12 Pump head, filter head 14 Fuel filter 16 Fuel pump 18 Control electronics 20 Pressure sensor 22 Cooling body 24 Lid 26 Electrical connector 30 Inlet port 32 Outlet port
Claims (7)
前記燃料ポンプ（１６）は電子整流式ブラシレスエンジンによって駆動され、
且つ前記電子整流式ブラシレスエンジンを制御する制御電子機器（１８）は、前記ポンプヘッド（１２）内および／または前記ポンプヘッド（１２）上に配設されていることを特徴とする燃料輸送デバイス。 A pump housing (10) having a suction port and a discharge port, a pump head (12) connected to and sealed with the pump housing (10), and fuel disposed in the pump housing (10) for internal combustion engine A fuel transport device comprising a fuel pump (16) for transporting to
The fuel pump (16) is driven by an electronic rectifying brushless engine,
In addition, the control electronics (18) for controlling the electronic rectifying brushless engine is disposed in the pump head (12) and / or on the pump head (12).
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